[发明专利]一种片式结构氧传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种片式结构氧传感器，包括一加热体、一氧化锆固体电解质、以及加热体与氧化锆固体电解质之间具有绝缘特征的一支撑结构体；氧化锆固体电解质、支撑结构体和加热体由上向下顺次设置，其特征在于：在支撑结构体与加热体之间还设有一氧化锆对称层，所述氧化锆对称层与所述氧化锆固体电解质相对于支撑结构体呈对称分布。

2.根据权利要求1所述的片式结构氧传感器，其特征在于：所述加热体包括氧化铝载体和设置在氧化铝载体上表面的铂电极加热电路。

3.根据权利要求1所述的片式结构氧传感器，其特征在于：所述支撑结构体为采用氧化铝材料制作而成的一层或多层结构。

4.根据权利要求1所述的片式结构氧传感器，其特征在于：所述氧化锆电解质包括氧化锆固体电解质层、设置在氧化锆固体电解质层上、下表面的电极；在所述下表面的电极的下方，支撑结构体上设有参比气道。

5.根据权利要求4所述的片式结构氧传感器，其特征在于：进一步的，还包括设置在氧化锆固体电解质上以对所述上表面的电极进行保护的保护层，所述保护层为以氧化铝为基体的多孔结构层，多孔结构层的孔径分布均匀，气孔率在30％～40％之间。

6.一种片式结构氧传感器的制作方法，包括如下步骤：

A.采用流延成型技术制作加热器载体层素坯、电解质对称层素坯、绝缘支撑层素坯、电解质层素坯和多孔保护层素坯；

B.采用机械冲孔的方式在加热器载体层素坯和电解质层素坯表面进行打孔处理，为保证电极引脚、加热器引脚与导线的连通，通孔的直径选择为0.15～0.25mm；

C.采用丝网印刷技术在电解质层素坯的上下表面印刷外电极、内电极和电极引脚，在加热器载体层素坯的上表面印刷加热器电路和加热器引脚；

D.通过丝网印刷技术填充导线的过孔；

E.采用填充工艺在绝缘支撑层素坯的参比气道位置填充碳粉块，以在后续制作过程形成参比气道孔；

F.将所述加热器载体层素坯、电解质对称层素坯、绝缘支撑层素坯、电解质层素坯和多孔保护层素坯依次叠在一起，通过叠层、排胶、烧结过程制得片式结构氧传感器。

7.根据权利要求6所述的片式结构氧传感器的制作方法，其特征在于：所述电解质层素坯和电解质对称层素坯均采用氧化锆材料制作而成。

8.根据权利要求6所述的片式结构氧传感器的制作方法，其特征在于：所述叠层过程采用热等静压方式进行处理，等静压的温度为40～60℃，压力为40～60MPa。

9.根据权利要求6所述的片式结构氧传感器的制作方法，其特征在于：所述内电极、外电极、电极引脚、加热器电路和加热器引脚均选用铂金浆料，然后采用丝网印刷的工艺将铂金浆料涂覆在对应在的素坯表面。

10.根据权利要求6所述的片式结构氧传感器的制作方法，其特征在于：所述烧结过程采用高温烧结炉，并在常压条件下进行，烧结温度为1400～1600℃，时间为1～3h。